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芳胺[1] 李朝军Angew:酚和胺真正的直接偶联!

 LSQLib 2023-10-02 发布于浙江

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如果你追求的是实用性,看完就能用,用了就好使。那么,这篇文章可以不必看了。

实验室里,像这种挑战常规的方法更多处于备选状态。为了追求成功率,大家更倾向于选择久经考验的、更高使用频率的传统方法。传统方法搞不定了,才会看看那些不走寻常路的法子。

如果你想进一步了解偶联反应,氧化还原反应,以及两者之间的关系,倒是可以看看。

芳胺常用的合成方法

芳胺是各种有机分子和电子材料的基本模块,是药物制剂中最普遍的结构单元之一。因此,人们继续致力于开发新的和有效的芳基胺的形成方法。在各种方法中,最突出的反应是Buchwald–Hartwig偶联和乌尔曼型胺化反应,其中芳基卤化物经常用作亲电试剂并与胺偶联。然而,需要预先合成芳基卤化物和产生不必要的卤化物废物是基于芳基卤化物策略的缺点。

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酚偶联的挑战与常用策略

酚类化合物是地球上第二普遍的可再生生物质的天然结构单元,具有与卤代烃相同的氧化态。因此,使用酚类化合物而不是卤代烃,来进行直接偶联是长期以来的合成愿望和巨大的科学挑战。然而,酚类具有一个非常活泼的羟基,而且其C-O键由于p-π共轭而具有较高的解离能。因此,酚类化合物参与的偶联反应,往往需要首先将它们转化为更活化的衍生物,如芳基磺酸,芳基酯,芳基氨基甲酸酯衍生物,芳基烷基醚,酚盐等。毫无疑问,考虑到原子和合成步骤的经济性,发展与非预活化酚的直接交叉偶联将是非常可取的。

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酚和胺的直接偶联

今天推荐的这篇文章,是麦吉尔大学教授、美国总统绿色化学挑战奖获得者、加拿大皇家科学院院士李朝军教授当年在德国应用化学上发表的一篇经典文章(Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 14487 –14491)。钯催化下酚类化合物与各种脂肪胺和芳胺的直接交叉联反应。该反应通过串联的还原/缩合/脱氢过程。

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反应优化

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胺底物拓展

脂肪族伯胺、仲胺,带有吸电子基和供电子基的芳基伯胺与仲胺,均适用于该方法。其中,当以4-氯苯酚为底物(3e)时,得到了相应的脱氯芳基胺。

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酚底物拓展

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反应机理与验证实验

下面的这张笑脸很清楚地阐述了整个反应过程,还原,缩合,脱氢(氧化)。这个反应比较有特色的一点是同一个底物的还原反应和氧化反应在一个体系中进行。

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拓展阅读
  • Chem. Sci., 2015, 6, 4174-4178

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  • J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 3, 1144–1151

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实验操作
An oven-dried screw-cap test tube was charged with a magnetic stir bar, Pd/C (10 wt%, 21.2 mg, 10 mol% based on Pd content) and sodium formate (20.4 mg, 0.3 mmol). The tube was then evacuated and backfilled with argon. The evacuation/backfilling sequence was repeated two additional times. Under a counter-flow of argon, a solution of the phenol (0.2 mmol) and the amine (0.28 mmol) in toluene (1 mL) was added, followed by the addition of trifluoroacetic acid (8 mL, 0.1 mmol) by syringe. The tube was placed in a preheated oil bath at 140 C, and the mixture was stirred vigorously for 12 h. The reaction mixture was cooled to room temperature and filtered through a pad of silica gel. The filtrate was concentrated, and the resulting residue was purified by column chromatography to give the desired aryl amine.

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注:文中图片可能源于参考文献,如有侵权,请联系删除。

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